Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modification of titanium and its alloys implants by low temperature surface plasma treatments for cardiovascular applications

Wierzchoń T., Witkowska J., Morgiel J., Sowińska A., Tarnowski M., Czarnowska E.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 4

130--139

EN

Impairment of the cardiovascular system is a major cause of mortality in humans. Cardiac implants are made mostly of titanium and its alloys and various methods have been used to improve their surface properties. Titanium nitride — TiN and titanium oxide — TiO2 surface layers are promising materials to improve biocompatibility in this respect. Modifying their surface properties in the nanoscale may impact their protein adsorption and cellular response to the implant. Nitriding and oxynitriding processes in low-temperature plasma, also involving the use of an active screen, seem to be prospective methods in the production of titanium nitride and oxide forming an diffusive outer zone of titanium nitride TiN (nanocrystalline) + Ti2N + α-Ti(N) or oxynitrided TiO2(nanocrystalline) + TiN + Ti2N + α-Ti(N) surface layers on titanium alloy. Also a hybrid method that combines oxidizing and the RFCVD process for producing a-C:N:H (amorphous carbon modified with nitrogen and hydrogen) + TiO2 (nanocrystalline titanium oxide-rutile)-type composite surface layers on NiTi shape memory alloys is noteworthy in the context of medical applications. The paper presents the characteristics of these diffusion multi-phase layers in terms of their microstructure, topography, hardness, residual stress, corrosion and wear resistance, wettability as well as biological properties such as: adsorption of proteins — fibrinogen and albumin, and platelet adhesion during interaction with blood components (human plasma and platelet-rich plasma). The results suggest that these layers, produced using the new hybrid processes, exhibit a high potential for improving cardiac implant properties. The article is based on research carried out by the authors and the interpretation of the obtained results is made on the basis of literature data regarding the surface layers of titanium oxides and titanium nitride produced by various methods.

PL

Choroby układu krążenia są jedną z głównych przyczyn śmiertelności u ludzi. Biozgodność i inne właściwości implantów kardiologicznych, wytwarzanych z tytanu i jego stopów, można kształtować, stosując różne metody inżynierii powierzchni. W pracy przedstawiono charakterystykę wielofazowych, dyfuzyjnych warstw powierzchniowych typu TiN + Ti2N + α-Ti(N) oraz TiO2 + TiN + Ti2N + α-Ti(N) wytwarzanych w niskotemperaturowej plazmie na stopie tytanu Ti6Al4V, także z wykorzystaniem aktywnego ekranu, pod kątem ich mikrostruktury, topografii powierzchni, twardości, stanu naprężeń własnych, odporności na korozję i zużycie, zwilżalności oraz właściwości biologicznych, takich jak: adsorpcja białek — fibrynogenu i albuminy oraz adhezja płytek krwi podczas inkubacji z ludzkim osoczem i osoczem bogatopłytkowym. Przedstawiono także wyniki badań warstw typu TiO2 oraz a-CNH + TiO2 wytwarzanych na stopie z pamięcią kształtu NiTi. Artykuł prezentuje wyniki badań przeprowadzonych przez autorów, a interpretacji uzyskanych wyników dokonano w porównaniu z danymi literaturowymi dotyczącymi powierzchniowych warstw złożonych z tlenku tytanu i azotku tytanu wytwarzanych różnymi metodami.

2

Odporność korozyjna warstw tlenoazotowanych wytworzonych na spiekanych stalach AISI 316L

Kamiński J., Brojanowska A., Kazior J., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 4-5

178-181

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań korozyjnych warstw jarzeniowych (azotowanych i tlenoazotowanych) wytworzonych na spiekach stali AISI 316L spiekanych w wodorze pod ciśnieniem 600 MPa. Porównano odporność korozyjną warstw wytworzonych wg parametrów sugerowanych dla spieków oraz dla stali stopowych w stanie litym. Uzyskane wyniki wskazują na konieczność stosowania silnie zmodyfikowanych parametrów procesu azotowania jarzeniowego w celu polepszenia odporności korozyjnej spieków. Warstwy tlenoazotowane, niezależnie od zastosowanych parametrów obróbki jarzeniowej, posiadają zwiększoną odporność korozyjną w porównaniu do materiału wyjściowego.

EN

The paper presents research results of the nitrided and oxynitrided layers on the AISI 316L sintered steel produced in the glow-discharge oxynitriding and nitriding processes. It has been shown (in the EIS results) that the oxynitrided layers have better corrosion resistance then sintered steel. Corrosion resistance of nitrided layer produced on sintered steel depends on process parameters - only the nitrided layers produced at the higher pressure (above 6hPa) show better corrosion resistance then initial state.

3

Charakterystyka warstw wytworzonych na spiekanej stali typu AISI 316L w warunkach wyładowania jarzeniowego

Kamiński J., Brojanowska A., Kazior J., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1009-1013

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań warstw wytworzonych w warunkach wyładowania jarzeniowego (proces azotowania i tlenoazotowania jarzeniowego) na spiekanej stali typu AISI 316L. Materiał podłoża spiekano w atmosferze wodoru pod ciśnieniem 600 MPa w temperaturze 1250°C. Określono odporność korozyjną wytworzonych warstw, ich skład chemiczny i fazowy oraz grubość warstwy i rozkład pierwiastków na przekroju poprzecznym warstwy wierzchniej. Wykazano, że parametry obróbek jarzeniowych materiałów spiekanych i litych są znacząco rożne. Kluczowym parametrem, wpływającym na jakość uzyskanych warstw na spiekanej stali 316L, jest ciśnienie w komorze roboczej w trakcie obróbki jarzeniowej, wynoszące ok. 6 hPa. Uzyskane warstwy wierzchnie według optymalnych parametrów procesów obróbki jarzeniowej zwiększają zasadniczo odporność korozyjną spiekanej stali 316L.

EN

The paper presents research results of the nitrided and oxynitrided layers on the AISI 316L sintered steel produced by the glow-discharge treatments. The material was sintered in hydrogen atmosfere. The paper describes the effect of different atmospheres of oxynitriding and nitriding on the corrosion resistance, surfaces' morphology, chemical and phase composition. It has been shown that the oxynitrided layers increase corrosion resistance of sintered steel. Corrosion resistance of nitrided layer produced on sintered steel depends on process parameters - only the nitrided layers produced at the higher pressure (above 6 hPa) show better corrosion resistance then initial state.

4

Struktura i właściwości warstw z faz międzymetalicznych z układu Ti-Ni wytwarzanych metodą hybrydową na stopie tytanu Ti6Al4V

Ossowski M., Trzaska M., Psoda M., Wierzchoń T.

Inżynieria Powierzchni

|

2008

|

Nr 4

31-36

PL

Hybrydowa obróbka powierzchniowa łącząca procesy elektrochemicznego osadzania powłok niklowych z obróbką jarzeniową umożliwia wytworzenie warstw z faz międzymetalicznych z układu Ti-Ni na dwufazowym stopie tytanu Ti6Al4V. W artykule przedstawiono strukturę, skład fazowy oraz właściwości - odporność a zużycie przez tarcie i odporność korozyjną tak otrzymanych warstw dyfuzyjnych, szczególną uwagę zwrócono na zmiany mikrostruktury w zależności od parametrów procesu obróbki jarzeniowej.

EN

Using duplex treatment, which combines electrochemical deposition of nickel coating with glow discharge treatment permits producing on Ti6Al4V titanium alloy intermetallic phases Ti-Ni type surface layers. The paper presents the results of examinations concerning the structure, phase composition and properties such as wear and corrosion resistance of titanium alloys with surface layers, attention will be focused in particular on microstructure and phase composition variations in dependence on glow discharge treatment parameters.

5

Obróbki jarzeniowe tytanu i jego stopów w aspekcie zastosowań w medycynie.

Wierzchoń T., Czarnowska E., Maranda-Niedbała A., Zegadło-Mylik M.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 2

57-61

PL

Tytan i jego stopy mają szerokie zastosowanie w medycynie jako biomateriały. Charakteryzują się one wysoką odpornością na korozję w płynach fizjologicznych, posiadają jednak stosunkowo niską odporność na zużycie przez tarcie, co może być wyeliminowane poprzez zastosowanie takich obróbek jarzeniowych, jak: azotowanie i węgloazotowanie. Wytworzone w tych procesach warstwy mają charakter dyfuzyjny i można nimi pokrywać detale o złożonych kształtach. W artykule przedstawiono wyniki badań metalograficznych, topografii powierzchni, składu fazowego i chemicznego, odporności na zużycie przez tarcie warstw azotowanych wytwarzanych w temperaturach: 730, 850 i 1000 stopni Celsjusza oraz warstw węgloazotowanych wytwarzanych w temperaturze 850 stopni Celsjusza. Omówiono również wyniki ich biozgodności w testach in vitro, określanych liczbą rosnących ludzkich fibroblastów, ich morfologią i w badaniach in vivo na królikach oraz odporność na korozję w warunkach biologicznych. Uzyskane wyniki wskazują, że warstwy te są nietoksyczne, dobrze tolerowane zarówno w warunkach hodowli komórkowej, jak i w warunkach żywego organizmu oraz chronią przed korozją biologiczną. Procesy te pozwalają wytworzyć warstwy o ściśle określonej mikrostrukturze, składzie fazowym i chemicznym oraz topografii, a więc o określonych właściwościach użytkowych i biozgodności.

EN

Titanium and its alloys are widely used in medicine as biomaterials. They are highly resistant to corrosion in physiological fluids, but their frictional wear resistance is relatively poor. This drawback, can however, be obviated by subjecting these materials to glow discharge assisted treatments such as nitriding and carbonitriding. The layers produced by these treatments have a diffusion character and can be formed on parts of sophisticated shapes. The paper presents the results of metallographic, surface topography, phase composition, chemical composition and frictional wear resistance examinations of the nitrided layers produced at temperatures of 730, 850 and 1000 degrees centigrade, and carbonitrided layers produced at a temperature of 850 degrees centigrade. We also examined the biocompatibility of the layers by in vitro tests to determine the number and morphology of human fibroblasts, by in vivo tests performed on rabbits, and by measuring the corrosion resistance under biological conditions. The results obtained show that the layers are nontoxic, well tolerated under the conditions of both laboratory cultures and living organisms, and that they provide good protection against biological corrosion. The glow discharge assisted treatments permit producing layers of good biocompatibility and precisely specified performance properties such as the microstructure, phase composition, chemical composition and topography.